Składniki pokarmowe jako zapasowy materiał energetyczny

Trzecim sposobem wykorzystania spożytych składników po­karmowych jest ich zamiana na energetyczny materiał zapaso­wy, który w postaci tłuszczu jest gromadzony w tkance tłusz­czowej.
Jak wiadomo, składniki pokarmowe po strawieniu wchłania­ją się i drogą krwi zostają rozprowadzone po całym organizmie. W miarę zapotrzebowania komórki ustroju czerpią z krwi potrzebne im składniki służące jako źródło energii lub materiał budulcowy. Zapotrzebowanie komórek zarówno na energię, jak i na materiał budulcowy jest dosyć zmienne i zależne od pracy mięśni, wzrostu tkanek itd. Z drugiej strony, krew ma ograniczoną możliwość „pomieszczenia" wchłanianych z jelit składników pokarmowych. Może więc się zdarzyć, że po spoży­ciu obfitego posiłku zostanie wchłonięta ich ilość przewyższają­ca aktualne zapotrzebowanie komórek zarówno na energię, jak i na budulec. W takiej sytuacji ta część spożytych składników pokarmowych, która nie zostanie zużyta przez komórki, zamie­nia się w tłuszcz służąc jako zapasowy materiał energetyczny. Zamiany takiej dokonuje tkanka tłuszczowa, bowiem jej ko­mórki są wyspecjalizowane w wychwytywaniu z krwi i zamianie na tłuszcz każdej ilości tłuszczów, węglowodanów i białek (a raczej aminokwasów), których nie zdążyły zużyć inne tkanki ustroju.
Zmagazynowany tłuszcz jest właśnie tym energetycznym materiałem zapasowym, który w okresie głodu lub po prostu po dłuższej przerwie między posiłkami, kiedy we krwi brakuje składników pokarmowych pochodzenia jelitowego, tkanka tłu­szczowa uwalnia do krwi w postaci kwasów tłuszczowych i tłusz­czów. Stąd komórki mogą czerpać potrzebny im w danym momencie materiał.
W energetyczny materiał zapasowy zamienia się każdy nad­miar znajdujących się we krwi składników pokarmowych ponad aktualne zapotrzebowanie komórkowe. Dla lepszego zrozu­mienia wyjaśnijmy to na przykładzie.
Lekko fizycznie pracujący człowiek, który 8 godzin śpi, 8 godzin pracuje zawodowo niezbyt ciężko fizycznie (praca siedzącostojącochodząca), a pozostały czas spędza raczej unika­jąc zbytnich wysiłków fizycznych, wymaga dostarczenia energii w ilości około 2500 kcal dziennie (na dobę) z następującym rozkładem wydatkowania energii w ciągu dnia:
spanie
praca zawodowa czas po pracy 8 godz.

500 kcal = ok. 62 kcal/godz. ok. 1200 kcal = ok. 150 kcal/godz.
800 kcal'= ok. 100 kcal/godz.

Są to liczby przykładowe. Wydatkowanie energii w ciągu dnia zależy od charakteru pracy zawodowej, trybu życia, sposo­bu spędzania wolnego czasu po pracy itd. Przy siedzącej pracy zawodowej i ruchliwym trybie życia po pracy wydatek energii w ciągu dnia może wyglądać następująco:
8 godzin spania
8 godzin pracy (siedzącej)
czas po pracy

500 kcal
700 kcal
1300 kcal
62 kcal/godz. 90 kcal/godz. 160 kcal/godz.
W sumie również dobowy wydatek energii równa się 2500 kcal, ale największy przypada na czas po pracy zawodowej.
Jeżeli osoba, u której rozkład wydatku energii w ciągu dnia jest taki jak w przykładzie I, spożyje obiad około godziny 16, a wartość kaloryczna posiłku wyniesie 1300 kcal, czas trawienia i wchłaniania około 6 do 7 godzin (co zależy od składu posiłku), to sytuacja ukształtuje się następująco: w ciągu każdej godziny okresu trawienia i wchłaniania do krwi dostaje się ilość składni­ków pokarmowych równoważna wartości kalorycznej od 185 do 216 kcal na godzinę. Z tego komórki ustroju zużyją około 100 kcal na godzinę (jest to czas po pracy i nasza przykładowa osoba wydatkuje właśnie tyle kalorii w ciągu godziny). Pozosta­je więc nie zużyte od 85 do 116 kcal na godzinę. I to jest właśnie zysk dla tkanki tłuszczowej, która w każdej godzinie okresu trawienia i wchłaniania zamieni na tłuszcz owe nie zużyte kalorie. Będzie ich w sumie sporo, bo około 510 do 696. Stanowi to równowartość około 100 gramów tkanki tłuszczo­wej, gdyż 1 jej kilogram ma wartość kaloryczną około 6000 do 7000 kcal.
Spożycie posiłku, jak powyżej podano, przez osobę charak­teryzującą się trybem życia i rozkładem wydatku energii dnia jak w przykładzie drugim, spowoduje inny rozdział energii pomiędzy komórkami ustroju i tkanką tłuszczową. Ponieważ wydatek energii po pracy wynosi w tym przypadku 160 kcal na godzinę, dla tkanki tłuszczowej pozostanie bardzo niewiele lub prawie nic w granicach od 25 do 56 kcal w ciągu każdej godziny okresu trawienia (185 do 216 kcal w postaci wchłonię­tych składników pokarmowych dostaje się do krwi, z czego zużytych na pokrycie bieżącego wydatku energii będzie 160 kcal na godzinę, pozostaje więc „nadmiar'* 25 do 56 kcal).
Po zakończeniu trawienia i wchłaniania ustaje przechodzenie
z jelit do krwi spożytych składników pokarmowych stanowią
cych źródło energii dla tkanek. Ponieważ jednak ustrój żywy
stale potrzebuje pewnej ilości energii, w okresie pozatrawien
nym dostarcza jej tkanka tłuszczowa w postaci tłuszczu, z zapa
sów nagromadzonych wcześniej. Tłuszcz ten ulega utlenieniu,
dostarczając potrzebnych ilości ATP. Tak dzieje się w okresie
„na czczo" i w okresach głodu. Uszczuplone w ten sposób zapa
sy tkanki tłuszczowej zostają uzupełnione przy okazji następ
nych posiłków, czasami nawet z dużym naddatkiem, jak świad
czą o tym przypadki otyłości. .
Jak wynika z powyżej przytoczonych przykładów, w organiz­mie żywym odbywa się stale wymiana energii w formie krążenia składników pokarmowych pomiędzy tkanką tłuszczową, krwią, jelitami i pozostałymi komórkami ustroju. Kierunek przemiesz­czania się energii zależy od równowagi zapotrzebowania na energię i podaży energii z jelit do krwi.
Krążenie energii zakłada więc określoną równowagę 3 ele­mentów.
1. Dostarczanie energii komórkom ustroju w postaci spoży­tych i wchłoniętych prostych składników pokarmowych, co odbywa się drogą krwi. Globalne ilości energii, jaką otrzymuje ustrój w ramach każdego posiłku, są oczywiście równe wartości kalorycznej danego posiłku, a w ciągu całego dnia i doby wartości kalorycznej całodobowego spożycia. Dla przykładu: '
Jeżeli na obiad spożyliśmy
180 g węglowodanów (720 kcal)
80 g tłuszczu (270 kcal)
80 g białka (320 kcal).
co wynosi w przeliczeniu na energię 1310 kcal, to ustrój otrzyma całe 1310 kcal. Jednakże, w zależności od składu posiłku, co ma znaczenie dla długości czasu trawienia, w ciągu godziny do krwi może dostawać się mniejsza lub większa ilość energii, przewyższająca, równa lub mniejsza od aktualnego na nią zapotrzebowania. Najdłuższym czasem trawienia i wchła­niania charakteryzują się posiłki tłuszczowobiałkowe, a więc tłuszczowomięsne. Najkrócej trawi się natomiast węglowo­dany.
2. Zużycie energii przez komórki organizmu. Zależy ono od następujących czynników:
a) ilości komórek, a więc masy organizmu. W warunkach
całkowitego spoczynku, w przeliczeniu na 1 kg masy ciała
człowieka, zapotrzebowanie na energię u ludzi dorosłych nie
wykazuje większych osobniczych różnic, wynosząc około 0,8 do
1,2 kcal na kg na godzinę. Jedynie u ludzi otyłych jest ono nieco
mniejsze w proporcjach do ilości tłuszczu w organizmie, jest on
bowiem składnikiem ciała nie zużywającym energii. W załączo
nej na str. 50 tabeli zaprezentowano zużycie energii w warun
kach spoczynkowych u ludzi otyłych, w zależności od stopnia
nadwagi.
A mały stopień otyłości, w granicach 5 do 10 kg nadwagi;
B średni stopień otyłości, nadwaga ok. 10 do 20 kg;
C znaczny stopień otyłości, nadwaga powyżej 20 kg.
Siedzenie zwiększa wydatek energii w stosunku do spoczynkowego w granicach od 5 do 15% (w zależności od tego jak siedzimy: spokojnie czy też poruszając się).
Podczas stania wydatek energii rośnie ok. 15 do 30% wartości spoczynkowych (również zależnie od sposobu stania).
b) decydujące znaczenie dla zużycia i zapotrzebowania na
energię ma aktywność fizyczna, albo inaczej praca mięśniowa.
W spoczynku zapotrzebowanie na energię jest najmniejsze
i wynosi około 60 kcal na godzinę, zależąc, jak powiedziano
wyżej, jedynie od masy ciała. Podczas ciężkiej pracy mięśniowej
zapotrzebowanie na energię może wzrosnąć nawet do 350400
kcal na godzinę. Przeciętnie wynosi ono około 150 do 200 kcal
na godzinę pracy.
Ilość energii, jaką zużytkowują komórki całego organizmu, nosi miano wydatku energii, który wyraża się w kcal. Rozróżnia się wydatek energii spoczynkowy, zależny od masy ciała, oraz wydatek energii wysiłkowy, którego wielkość, jak zaznaczono wyżej, zależy głównie od ciężkości pracy mięśniowej.Wydatek energii podczas spoczynku wyrażony w kcal na godzinę w zależności od ciężaru ciała i stopnia otyłości
kowy wydatek energii obserwuje się; w warunkach spokojnego leżenia, spania, natomiast wysiłkowy związany jest z każdym, nawet najmniejszym wysiłkiem. Podczas snu człowiek wydat­kuje na ogół najmniejszą możliwą ilość energii. Jak już wspom­niano, wydatek energii może wahać się średnio od około 60 do około 300400 kcal na godzinę.
Równowaga pomiędzy podażą energii w postaci składników pokarmowych z jelit do krwi oraz wydatkowaniem energii przez tkanki i komórki ustroju wpływa na stan tkanki tłuszczowej. Można tutaj rozróżnić 3 sytuacje.
Równowaga między aktualnym wydatkowaniem energii a jej dostarczaniem z jelit do krwi. Wydatkujemy np. około 80 kcal na godzinę (siedzenie lub spokojne stanie), a spożyliśmy posiłek, który ze względu na czas trawienia oraz wartość kaloryczną wchłania się również z szybkością 80 kcal na godzi­nę. W tym przypadku tkanka tłuszczowa nie bierze udziału w wymianie energii. Jest to sytuacja dosyć rzadko spotykana.
Nadmiar energii dostarczanej z jelit do krwi w porówna­niu z wydatkiem energii i zapotrzebowaniem na energię. Tego rodzaju sytuacja może powstać po spożyciu obfitego posiłku, po którym przez długie godziny siedzi się lub leży. Spożycie posiłku składającego się z węglowodanów, zwłaszcza z udziałem węglo­wodanów prostych (cukier), które się szybko trawi i wchłania, może spowodować, że nawet w warunkach ciężkiej pracy mięśniowej ilość energii dostająca się z jelit do krwi będzie przewyższać jej wydatek. Istniejący czasowo nadmiar energii zaczyna odkładać się w tkance tłuszczowej w postaci tłuszczu zapasowego.
Niedobór energii dostarczanej z jelit w stosunku do zapotrzebowania i wydatku energii. Zdarza się to w długi czas po spożyciu posiłku, poprzednio spożytego w całości, strawio­nego i wchłoniętego, jak również w okresach głodu lub na czczo. Podjęcie bardzo ciężkiej pracy mięśniowej, nawet po dość obfitym posiłku, również może być związane z niedoborem energii dostarczonej z jelit. W każdej z powyższych sytuacji, dla uzupełnienia istniejącego aktualnie niedoboru energii potrzeb­nej na pokrycie wydatku energetycznego, brakującą ilość do­starcza tkanka tłuszczowa, przekazując część nagromadzonego wcześniej tłuszczu z powrotem do krwi. Jest on wychwytywany przez komórki ustroju, głównie przez mięśnie, i drogą utlenień komórkowych zamieniany na energię w postaci cząsteczek
ATP. Pokrywanie niedoborów energii drogą spalania własnej tkanki tłuszczowej potocznie określa się jako chudniecie.
Niecała ilość spożytej energii bierze udział w omówionym powyżej jej krążeniu pomiędzy jelitami, tkanką tłuszczową i pozostałymi tkankami ustroju. Jak wiemy, pewna ilość spoży­tych składników pokarmowych stanowi materiał budulcowy i nie są one źródłem energii dla komórek. Jednakże, ze względu na fakt, iż ilość składników pokarmowych potrzebna na uzupeł­nienie naturalnych strat białka, wapnia, fosforu jest u dorosłego człowieka stała i niezależna od pracy mięśniowej oraz innych czynników, można nie brać jej pod uwagę. Jest to zresztą niewielka ilość energii, wynosząca u człowieka o ciężarze około 70 kg niewiele więcej niż około 150 kcal. Gdyby przyjąć górną granicę zapotrzebowania na białko wynoszącą 1 g na kg wagi ciała, to ilość energii, jaką reprezentują wtedy spożyte składniki budulcowe, będzie wynosiła około 280 kcal na dobę.
Powracając do zagadnień energetycznych, na podstawie po­wyżej omówionych zagadnień można dojść do wniosku, że w organizmie ludzkim stale odbywa się proces przemieszczania energii (w postaci oczywiście przemieszczających się energety­cznych składników pokarmowych, którymi są tłuszcze i węglo­wodany). Po posiłku energia wędruje z jelit poprzez krew do komórek ustroju, a jej nadmiar, którego nie spożyją komórki, do tkanki tłuszczowej. Na czczo oraz w okresach głodu część zgromadzonej energii powraca z tkanki tłuszczowej drogą krwi do „głodnych" tkanek.
Takie krążenie energii odbywa się stale, posiłki bowiem jadamy okresowo: 3, 4, lub też mniej razy dziennie. Wysiłek fizyczny, a raczej jego natężenie również jest zmienne w ciągu dnia i rzadko bywa, aby po dużym posiłku nastąpił okres ciężkiej pracy mięśniowej. Innymi słowy, sytuacja, w której ilość energii dostarczana z jelit drogą krwi do tkanek równałaby się ilości energii wydatkowanej, jest raczej mało prawdopo­dobna, a regułą jest okresowy nadmiar lub niedobór energii spożytej nad wydatkowaną. W związku z tym regułą jest również przemieszcza­nie się energii do tkanki tłuszczowej lub też z tkanki tłuszczowej do krwi i dalej do innych tkanek.
I tutaj uwidacznia się ogromna rola tkanki tłuszczowej w żywym organizmie, w którym stanowi ona rodzaj ustrojowego spichlerza. W okresach „tłustych" wychwytuje wszelkie zbędne ilości energii, których nie zużyły tkanki, aby służyć nimi w okresach „chudych". Gdyby nie tkanka tłuszczowa, to musielibyśmy w zasadzie stale jeść, i to w ilości dokładnie odpowiadającej zapotrzebowaniu ustroju na energię i wydatkowi energii. Mając magazyn i sprawnych magazynierów w po­staci komórek tkanki tłuszczowej możemy pozwolić sobie na spożywa­nie posiłków 2 lub 3 razy dziennie, lub nawet na okresy całkowitego głodowania, kiedy to intensywnie spalamy nagromadzony wcześniej tłuszcz, co potocznie można określić jako odchudzanie, jeżeli okres całkowitego głodu jest zamierzony.
Ponieważ tkanka tłuszczowa stanowi tak ważny narząd, warto po­święcić jej kilka wierszy. Stanowi ona zbiorowisko okrągłych komórek, prawie całkowicie wypełnionych tłuszczem. Na 100 g tkanki tłuszczo­wej, 60 do 70 g stanowi tłuszcz, około 10 g białko, a resztę woda. Dla porównania inne tkanki w 100 g zawierają około 60% wody, około 1 do 5% tłuszczu, a resztę stanowi białko, elementy mineralne i węglowo­dany. Jak więc widać, komórki tkanki tłuszczowej różnią się od innych.
Czynność tkanki tłuszczowej polega na wychwytywaniu z krwi glukozy, trójglicerydów, kwasów tłuszczowych, glicerolu oraz amino­kwasów i zamianie ich na tłuszcz gromadzony w komórkach. Tak dzieje

się w okresie absorpcyjnym (trawienia). Po jego zakończeniu tkanka tłuszczowa zamienia nagromadzony tłuszcz na kwasy tłuszczowe i prze­kazuje do przepływającej krwi. Również pewna ilość tłuszczów (trójglicerydów) uwalniana jest z tkanki tłuszczowej. Tłuszcz zgromadzony w tkance tłuszczowej stanowi więc materiał energetyczny służący za­spokojeniu zapotrzebowania komórek na energię w okresie poabsorpcyjnym. Tkanka tłuszczowa ma jeszcze jedną ciekawą właściwość, mianowicie potrafi rozrastać się w sposób prawie nieograniczony. Jeżeli stale spożywa się więcej energii niż jej się potrafi zużyć, stale powstają nowe komórki tkanki tłuszczowej, a już istniejące powiększają swoją objętość dla podołania gromadzeniu coraz większej i większej ilości energii. Te właściwości pozwalają utyć 10, 20, 50 lub więcej kilogra­mów ponad normalny ciężar ciała.
Dla powstania 1 kg tkanki tłuszczowej wystarczy nadmiar spożytej energii nad wydatkowaniem rzędu 6000 do 7000 kcal, taka jest bowiem wartość kaloryczna 1 kilograma tej tkanki. Aby spalić 1 kilogram tkanki tłuszczowej, należy nic dojadać również ok. 6000 do 7000 kcal.
Czy właściwość gromadzenia energii ma jedynie tkanka tłuszczowa? Otóż gromadzenie zapasów tłuszczu i węglowodanów jest cechą wszyst­kich komórek ustroju, a dobrze odżywiony organizm składa się z komó­rek rozporządzających zapasami energii, ale tylko dla siebie.

copyright 2011